一种用于海底电缆的综合检测方法与流程

本发明属于海上水下检测，具体涉及一种用于海底电缆的综合检测方法。

背景技术：

1、海底电缆主要分为海底通信电缆和海底电力电缆。海底通信电缆主要用于长距离通讯网、通常用于远距离岛屿之间、跨海军事设施等较重要的场合。海底电力电缆铺设距离较通信电缆相比要短得多，主要用于陆岛之间、横越江河或港湾、从陆上连接钻井平台或钻井平台间的互相连接等。在一般情况下，应用海底电缆传输电能无疑要比同样长度的架空电缆昂贵，但用它往往比用小而孤立的发电站作地区性发电更经济，在近海地区应用好处更多。在岛屿和河流较多的国家，此种电缆应用较广泛。

2、海底电缆作为海上平台、岛屿与陆地大电网连接的枢纽，在电网国际化、区域电网互联等领域发挥重要作用，其安全稳定性对电力系统的正常运行至关重要。海底电缆一般敷设于海床上或海底淤泥中，受洋流冲刷等因素影响，部分敷设段缆体会裸露，处于悬跨状态，悬跨海底电缆受到海底洋流反复冲刷会产生振动，导致磨损、疲劳等现象，致使缆体产生机械损伤，影响正常工作。因此，对海底电缆的综合检测显得尤为重要。

3、在放缆海船放置海缆的时候，由于放缆海船航向的变化以及强大的海流影响，在放缆时海底电缆的漂移现象十分严重。当海缆到达海底时，其实际位置往往远远的偏离设计位置。而海底电缆一般铺设在海床之上，在海面上无法清楚的定位海底电缆的位置，因此在进行海缆检测之间往往需要进行海缆的定位。此外，海底电缆中为50hz工频交流电，产生的磁场频也为50hz，但是对海缆定位是还会有其他的环境磁场，干扰海缆的定位；海底电缆一般埋于泥土下方0.5～1.5m处，随着海缆到泥土表面的距离的变化，测磁传感器接收到的磁信号也会发生变化，干扰了海缆的检测。目前针对海底电缆的检测方法大多效率不高，且检测过程繁琐，目前对海缆定位的主要方法是对海缆地表磁场进行点测量，并通过对海缆表面磁场进行多次盲测寻找海缆的大致位置，这种方法寻找电缆的工作量大、耗时耗力，不能对海缆位置及走向进行连续探测。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于海底电缆的综合检测方法，以解决现有技术中海底电缆定位精确度低，海底电缆检测过程繁琐的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种用于海底电缆的综合检测方法，通过检测装置实现，所述检测装置设置在海底机器人上，海底机器人通讯连接有上位机；

4、所述检测装置的底部设置有测磁传感器，测磁传感器由若干个阵列的磁通门传感器组成，每一个磁通门传感器朝向向下；测磁传感器连接有信号采集板，信号采集板通过海底电缆和上位机通讯连接；

5、通过检测装置实现的综合检测方法包括以下步骤：

6、步骤1，按照海缆划分的检测区域，通过检测装置分区检查，获得每一个检测区域的地磁信号；

7、步骤2，磁测传感器将检测到的地磁信号传递至信号采集板，信号采集板传递至上位机，上位机确定出海缆点位，通过多个海缆点位获得海缆走势；

8、确定海缆点位的过程为：将每一个磁通门传感器的地磁信号通过傅里叶算法转变为复数形式，通过复数形式中的幅值确定海缆点位与各个磁通门传感器的位置和距离；通过比较各个距离，调整磁测传感器和海缆点位的相对位置，直至磁测传感器中心处两个磁通门传感器对应的幅值相等，且中心处两个磁通门传感器对应的幅值为所有幅值中最大时，确定海缆点位的具体位置，最终获得海缆点位的位置；

9、步骤3，沿着海缆走势，进行二次检查，通过比较检测磁通门传感器的电动势变化规律和正常信号，完成海缆铠装层的破损检测。

10、本发明的进一步改进在于：

11、优选的，所述磁通门传感器分两行阵列在测磁传感器的底部。

12、优选的，所述中心处两个磁通门传感器为检测装置底部的横向中心位置两侧的磁通门传感器，中心处两个磁通门传感器在同一行。

13、优选的，所述检测装置通过工装设置在海底机器人上，所述工装底部的前端设置有淤泥清除装置。

14、优选的，所述测磁传感器外设置有探头保护膜。

15、优选的，步骤2中，确定海缆点位的具体过程为：所述磁测传感器将地磁信号传递至信号采集板，进行信号的滤波放大和数模转换，获得处理后的地磁数据；将处理后的地磁数据转变为复数形式后，获得每一个的磁通门传感器对应的幅值，通过比较磁通门传感器的幅值大小，调整磁测传感器相对于海缆点位的左右位置，直至磁测传感器中心处的两个磁通门传感器对应的幅值相等，再调整磁测传感器相对于海缆点位的前后位置，直至中心处两个磁通门传感器对应的幅值为所有幅值中最大值。

16、优选的，步骤2中，通过定位模块确定检测装置的位置，进而确定海缆点位的位置；所述定位模块设置在上位机中。

17、优选的，步骤3中，通过比较检测磁通门传感器的电动势变化规律和正常信号，完成海缆铠装层的破损检测的过程为：

18、每一个磁通门传感器获得海缆点位处的磁场特定分量，获得对应方向的磁梯度变化量，所述变化量为磁感应强度差分值，为检测信号，将检测信号和正常信号比较，若检测信号和正常信号不一致，确定海缆铠装层存在破损，完成海缆铠装层的破损检测。

19、优选的，将磁感应强度差分值通过磁梯度法处理，剔除背景磁场的干扰。

20、优选的，所述检测信号以波形图的形式显示在界面上，和正常信号的波形比对，当二者的波形布置，确定海缆铠装层存在破损。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

22、本发明公开了一种用于海底电缆的综合检测方法，在进行海底电缆的定位的同时对海底电缆的铠装层进行破损检测，实现高效率的海底电缆检测。利用该检测方法进行海底电缆的综合检测，可一次性完成海缆的定位和铠装层检测，相比于传统检测方法，大大提高了海底电缆检测的检测效率和检测精度，并且对检测人员的操作要求也大大降低。

技术特征：

1.一种用于海底电缆的综合检测方法，其特征在于，通过检测装置(3)实现，所述检测装置(3)设置在海底机器人(6)上，海底机器人(6)通讯连接有上位机(1)；

2.根据权利要求1所述的一种用于海底电缆的综合检测方法，其特征在于，所述磁通门传感器分两行阵列在测磁传感器(8)的底部。

3.根据权利要求2所述的一种用于海底电缆的综合检测方法，其特征在于，所述中心处两个磁通门传感器为检测装置(3)底部的横向中心位置两侧的磁通门传感器，中心处两个磁通门传感器在同一行。

4.根据权利要求1所述的一种用于海底电缆的综合检测方法，其特征在于，所述检测装置(3)通过工装(9)设置在海底机器人(6)上，所述工装(9)底部的前端设置有淤泥清除装置(10)。

5.根据权利要求1所述的一种用于海底电缆的综合检测方法，其特征在于，所述测磁传感器(8)外设置有探头保护膜(13)。

6.根据权利要求1所述的一种用于海底电缆的综合检测方法，其特征在于，步骤2中，确定海缆点位的具体过程为：所述磁测传感器(8)将地磁信号传递至信号采集板(12)，进行信号的滤波放大和数模转换，获得处理后的地磁数据；将处理后的地磁数据转变为复数形式后，获得每一个的磁通门传感器对应的幅值，通过比较磁通门传感器的幅值大小，调整磁测传感器(8)相对于海缆点位的左右位置，直至磁测传感器(8)中心处的两个磁通门传感器对应的幅值相等，再调整磁测传感器(8)相对于海缆点位的前后位置，直至中心处两个磁通门传感器对应的幅值为所有幅值中最大值。

7.根据权利要求6所述的一种用于海底电缆的综合检测方法，其特征在于，步骤2中，通过定位模块确定检测装置(3)的位置，进而确定海缆点位的位置；所述定位模块设置在上位机(1)中。

8.根据权利要求1所述的一种用于海底电缆的综合检测方法，其特征在于，步骤3中，通过比较检测磁通门传感器的电动势变化规律和正常信号，完成海缆铠装层的破损检测的过程为：

9.根据权利要求7所述的一种用于海底电缆的综合检测方法，其特征在于，将磁感应强度差分值通过磁梯度法处理，剔除背景磁场的干扰。

10.根据权利要求7所述的一种用于海底电缆的综合检测方法，其特征在于，所述检测信号以波形图的形式显示在界面上，和正常信号的波形比对，当二者的波形布置，确定海缆铠装层存在破损。

技术总结
本发明公开了一种用于海底电缆的综合检测方法，该方法基于检测装置，分为两个步骤对海底电缆进行检查，首先检查确定海缆走势，然后检查确定海缆铠装层的破损位置，利用该检测方法进行海底电缆的综合检测，可一次性完成海缆的定位和铠装层检测，相比于传统检测方法，大大提高了海底电缆检测的检测效率和检测精度，并且对检测人员的操作要求大大降低。

技术研发人员：姚中原,童博,赵剑剑,赵勇,孟鹏飞,孔超,孙捷,胡博,于润桥,吴莉萍,施俊佼,芮宁科,张冲,张旭光,于晓桐
受保护的技术使用者：盛东如东海上风力发电有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17